Page 163 - 《精细化工》2023年第6期

第 6 期 陈秀琼，等: 基于互穿网络技术构筑的氧化海藻酸钠/纤维素纳米晶/聚丙烯酰胺-明胶双网络水凝胶与性能 ·1313·

来衡量水凝胶相对于空对照组的细胞分化情况。相 通过 FTIR、XRD 和 TGA 对 OSA/CNCs/PAM-GT
对 ALP 活性用式（4）计算。 复合水凝胶组分间的相互作用进行了验证。
细胞在材料上的 ALP OD的 图 1A 为 OSA/PAM-GT、OSA/CNCs/PAM-GT
相对 ALP活性  （4）
细胞在组织培养板上的 ALP OD的 复合水凝胶和 CNCs 的 FTIR 谱图。从图 1A 可知，
OSA/PAM-GT 在 1608.69 、 1420.56、 1091.14 和
2 结果与讨论
–1
1032.83 cm 处出现的吸收峰分别归属于 OSA 分子
2.1 复合水凝胶的结构与性能分析 链上—COO—的不对称和对称伸缩振动吸收峰以及
OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶与已报道的生 糖骨 架上 C— O— C 的伸 缩振 动吸收 峰 [21-22] 。
物医药类水凝胶性能对比如表 1 所示。从表 1 可以 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶和 CNCs 的 FTIR 谱
看出，本方法所制备的复合水凝胶展现出较高的孔 图出峰位置大致相同。但是，与 OSA/PAM-GT 复合
隙率、较强的机械性能及适宜的溶胀和降解性能。 水 凝胶相比 ，不 同 CNCs 含量 的 OSA/CNCs/
–1
这主要归因于互穿网络技术在构建复合材料中的优 PAM-GT 复合水凝胶在 3419.88 cm 处的—OH 伸缩
越特性以及 CNCs 的补强作用。 振动吸收峰均发生了蓝移且峰的强度减弱，这种现
象的出现归因于 CNCs 填充到聚合物链内，减少了
表 1 OSA/2.0% CNCs/PAM-GT 复合水凝胶与现有报道 OSA 的分子内氢键作用，增强了 OSA、CNCs 和 PAM
的生物医药类水凝胶对比 [22]
Table 1 Comparison of OSA/2.0% CNCs/PAM-GT composite 分子间的氢键相互作用 ，说明 CNCs 已经充分地
hydrogel with reported biomedical hydrogels 嵌入到聚合物基质中，产生了相互作用力。

孔隙率 孔径 抗压强 24 h 溶 14 d 生物 参考
样品
/% /μm 度/MPa 胀率/% 降解率/% 文献
Alg/BCNs/COL 77 — 0.223 2960 27.2 [19]
Alg/BC-CS — 70~200 0.265 2790 28.7 [20]
Alg/80% — 25~100 2.106 910 7.1 [15]
PAM-CS-GT
OSA/2.0% 84.64 — 3.214 429 32.4 本文
CNCs/PAM-GT
注：Alg 为海藻酸盐；BCNs 为细菌纤维素纳米晶；COL 为
胶原蛋白；BC 为细菌纤维素；CS 为壳聚糖；“—”代表无数据。

通过 XPS 对 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶
GT 的 包覆性 进行了 分析 。 表 2 为 OSA/1.0%
CNCs/PAM 和 OSA/1.0% CNCs/ PAM-GT 复合水凝胶
的 XPS 元素分析结果。从表 2 可知，未经明胶处理
的 OSA/1.0% CNCs/PAM 复合水凝胶的 N 质量分数
为 7.15% ，而经过 表面修饰 的 OSA/1.0%
CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的 N 质量分数可以达到
13.82%，明显高于未包覆明胶的样品，说明明胶通
过席夫碱反应和氢键作用成功包覆在 OSA/1.0%
CNCs/PAM 复合水凝胶的表面 [14] 。通过对比明胶包

覆前后复合水凝胶的质量差，结合公式（1）可计算 a—OSA/PAM-GT；b—OSA/0.5% CNCs/PAM-GT；c—OSA/1.0%
出 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的明胶包 CNCs/PAM-GT；d—OSA/1.5% CNCs/PAM-GT；e—OSA/2.0%
CNCs/PAM-GT；f—CNCs
覆率为 0.82%。 图 2 复合水凝胶的 FTIR 谱图（A）和 XRD 谱图（B）
Fig. 2 FTIR spectra (A) and XRD patterns (B) of the
表 2 OSA/1.0% CNCs/PAM 和 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 复 composite hydrogels
合水凝胶的 XPS 元素分析
Table 2 XPS element analysis of OSA/1.0% CNCs/PAM and 图 1B 为 OSA/PAM-GT、OSA/CNCs/PAM-GT
OSA/1.0% CNCs/PAM-GT composite hydrogels 复合水凝胶和 CNCs 的 XRD 谱图。由图 1B 可知，
质量分数/% OSA/PAM-GT 复合水凝胶在 2θ=20.0°处出现了一个
样品
C N O Ca 较宽的衍射峰，这是其水合晶体衍射峰 [23] 。而 CNCs
OSA/1.0% CNCs/PAM 72.42 7.15 18.66 0.42
在 2θ=14.7°、22.6°和 34.5°处的特征峰分别对应其
OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 63.57 13.82 22.70 0.51 [20]
(110)、(200)和(004)晶面 。随着 CNCs 含量的增加，